一个视频系统具有三个信道，分别为红信道、绿信道和蓝信道。每个信道各包含一个模数转换器(ADC)，且每个信道分别用于接收红、绿、蓝信号并对红、绿、蓝信号实施模数转换，以产生红、绿、蓝数字码(即数字信号)。
理论上，当输入信号具有相同的模拟颜色级(color level)时，红、绿、蓝信道的ADC应当输出相同的数字码。然而，由于半导体制造工艺的差异，不同信道的ADC可能需要不同的增益才能输出相同的数字码。因此需要对ADC的增益进行校准，以使得各信道的ADC在接收相同模拟颜色级的输入信号时，可以输出相同的数字码。一般而言，此校准步骤是在生产线上由专用于校准的机器来进行；也就是说，传统的校准方法是在系统级(system level)操作。因此需要较大量的人力和时间，增加了生产成本。

有鉴于此，本发明提供一种校准模数转换电路的方法。
本发明提供一种校准模数转换电路的方法，用于校准至少一模数转换电路，该方法包含：在晶圆级(wafer level)探针测试中，将至少一校准信号输入至该模数转换电路，以产生至少一数字信号；以及根据至少该数字信号校准该模数转换电路。
本发明还提供一种校准模数转换电路的方法，用于校准至少一模数转换电路，包含：在芯片级(chip level)测试中，将至少一校准信号输入至该模数转换电路，以产生至少一数字信号；以及根据至少该数字信号校准该模数转换电路。
本发明提供的校准模数转换电路的方法在晶圆级探针测试或芯片级测试中实施校准步骤，可以降低生产成本。
附图说明
图1是本发明视频系统的一个实施例的示意图。
图2是本发明校准模数转换电路的一个实施例的流程图。
图3是本发明电熔丝储存装置的一个实施例的示意图。
图4A是本发明视频系统的另一实施例的示意图。
图4B是本发明视频系统的再另一实施例的示意图。
图5是本发明校准模数转换电路的另一实施例的流程图。

在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方案，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”和“包含”系为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“耦接”一词在此系包含任何直接及间接的电性连接手段。间接的电性连接手段包括通过其它装置进行连接。
请参考图1。图1是本发明视频系统100的一实施例的示意图。视频系统100可以是电视系统、数字电视系统或视频播放器系统，包括三个模数转换电路110、120、130，其中，模数转换电路110包括两个输入节点116a、116b，可编程增益放大器(PGA)112和可调ADC 114(可调ADC在图中均简单标示为“ADC”，下同)；模数转换电路120包括两个输入节点126a、126b，PGA 122和可调ADC 124；模数转换电路130包括两个输入节点136a、136b，PGA 132和可调ADC 134。另外，模数转换电路110、120、130分别位于视频系统的红、绿、蓝信道，用于接收输入模拟信号并产生相应的数字码。
请一并参考图1和图2。图2是本发明校准模数转换电路110、120、130的一实施例的流程图。请注意，在产生实质上相同结果的条件下，本发明所提供的校准方法并不限于必须按照图2所示的步骤顺序来执行，在图示的两个连续步骤之间也可以插入其它步骤。参考图2所示的流程图，模数转换电路110、120、130的校准流程描述如下：
步骤200中，校准开始；模数转换电路110、120、130的输入节点分别耦接于焊盘(pad)102_1-102_6，焊盘102_1-102_6在现有技术中用来接收晶圆级探针测试信号或芯片级测试信号。在一实施例中，当校准过程与晶圆级探针测试过程整合时，焊盘102_1-102_6不仅接收用于测试晶圆性能的晶圆级探针测试信号，也接收用于校准模数转换电路110、120、130的校准信号。类似的，在另一实施例中，当校准过程与芯片级测试过程整合时，焊盘102_1-102_6不仅接收用于测试IC性能的芯片级测试信号，也接收用于校准模数转换电路110、120、130的校准信号。
步骤202中，在晶圆级探针测试或芯片级测试的过程中，第一校准信号V+分别通过焊盘102_1、102_3、102_5输入至模数转换电路110、120、130，以分别产生第一数字信号C1、C2、C3；接着，步骤203中，第二校准信号V-分别通过焊盘102_2、102_4、102_6输入至模数转换电路110、120、130，以分别产生第二数字信号C1’、C2’、C3’。请注意，虽然在图1中，每一模数转换电路使用两个输入节点和两个焊盘来接收输入信号V+及V-，但本发明并不以此为限。例如，图4A是本发明视频系统200的另一实施例的示意图，如图4A所示，视频系统200中的模数转换电路可仅具有一个输入节点，并利用耦接于焊盘和该输入节点间的切换电路(或多任务器)来相应地切换输入第一校准信号V+或第二校准信号V-(例如，输入节点116耦接切换电路118，输入节点126耦接切换电路128，输入节点136耦接切换电路138)。由于本领域普通技术人员阅读视频系统100的描述后，应当可以理解视频系统200的运作，因此有关视频系统200的详细叙述在此省略。此外，本发明更提出使用一个输入节点与一个焊盘来接收输入信号的实施例；请参考图4B，图4B是本发明视频系统200的再另一实施例的示意图，其中焊盘与输入节点可以依序地(sequentially)接收第一校准信号V+和第二校准信号V-。在一实施例中，第一校准信号V+和第二校准信号V-可以是差分对(differential pair)。然而，本发明并不以此为限，只要第一校准信号和第二校准信号具有不同的电压电平，即可达到实质上相同的功能；也就是获得两组数字信号C1、C2、C3和C1’、C2’、C3’。以上各种变化的实施例均落入本发明的范围。
接着，步骤204校准模数转换电路110、120、130的模数转换传输函数(analog-to-digital transfer function)。首先，根据第一数字信号C1、C2、C3和第二数字信号C1’、C2’、C3’，可确定模数转换电路110、120、130的实际增益。接着，根据得出的实际增益，可确定为了补偿模数转换电路110、120、130的非理想特性所需的校准量。在一实施例中，步骤204通过校准PGA 112、122、132的增益来校准模数转换电路110、120、130的增益。在另一实施例中，步骤204亦可通过校准可调ADC 114、124、134的增益来校准模数转换电路110、120、130的增益。
请注意，步骤202-204可同时实施或依序地实施于模数转换电路110、120、130。换言之，模数转换电路110、120、130可以同时校准；也可以先校准模数转换电路110，并在校准完模数转换电路110之后再校准模数转换电路120、130。
在步骤206中，校准结果(例如步骤204确定的PGA 112、122、132的增益)可存储在非易失性存储装置，例如图3所示的电熔丝(Electronic fuse，E-fuse)存储装置300中。最后，校准流程进入步骤208，结束校准。如此一来，当模数转换电路110、120、130运作时，PGA 112、122、132从电熔丝存储装置300读取已校准增益，由此产生已校准数字码。由于已校准增益值存储在非易失性存储装置中，芯片在进入生产线之前可以只需校准一次。
图3是本发明电熔丝存储装置300的一实施例的示意图。电熔丝存储装置300包括两个焊盘302_1、302_2，多任务器310(图中标示为“MUX”)，以及三个电熔丝单元320、322、324。利用高电压HV和/或低电压LV通过焊盘302_1、302_2和多任务器310，步骤204中确定的PGA 112、122、132的增益分别被存储在电熔丝单元320、322、324中。电熔丝存储装置300可以是单独的装置，也可以和模数转换电路110、120、130形成在同一衬底(substrate)上。
请注意，电熔丝存储装置300仅为本发明的一个实施例；步骤206也可利用其它存储装置，例如硅聚合物熔丝(poly-fuse)存储器、金属修整(trim)存储器或只读存储器(ROM)来存储PGA 112、122、132的增益。
晶圆级探针测试是裸芯片(die)封装之前的测试过程，而芯片级测试是裸芯片封装之后但芯片尚未用于视频系统时的测试过程。简而言之，晶圆级探针测试和芯片级测试都是在芯片进入视频系统(例如电视或DVD播放器)生产线之前实施的过程。
由于晶圆级探针测试机或芯片级测试机的信号是经过仔细调整而非常精确，当校准信号V+、V-是由晶圆级探针测试机或芯片级测试机提供(即校准信号V+、V-是由实施晶圆级探针测试或芯片级测试的机器来产生)时，校准信号V+、V-的电压电平会非常精确。因此，模数转换电路110、120、130的已校准增益也会非常精确。此外，模数转换电路110、120、130分别耦接于电熔丝单元320、322、324(例如，如图3所示，模数转换电路110、120、130中的PGA112、122、132分别耦接于电熔丝单元320、322、324)，由于模数转换电路110、120、130的增益可以永久设定在非易失性存储装置中，视频系统可不需要在每次启动时都重新校准一次。
请注意，虽然在图2所示的步骤204是校准PGA 112、122、132的增益，且图3中电熔丝单元320、322、324是分别耦接于PGA 112、122、132，但本发明并不以此为限。在本发明的其它实施例中，也可以校准ADC 112、122、132的增益；或者，也可以同时校准PGA和ADC的增益，此时电熔丝单元320、322、324同时耦接于PGA和ADC。
上述实施例描述了如何校准模数转换电路110、120、130的增益。但本领域普通技术人员应可轻易理解，上述电路结构和流程图在略加调整后可用来校准模数转换电路110、120、130的偏移(offset)。在校正偏移时可以只需要一个校准信号，请参考图5，图5是本发明校准模数转换电路110、120、130的另一实施例的流程图，所示的校准流程如下。
步骤500：校准开始；模数转换电路110、120、130的输入节点116a(或116)、126a(或126)、136a(或136)分别耦接于焊盘102_1、102_3、102_5。
步骤502中，在晶圆级探针测试或芯片级测试中，校准信号通过焊盘102_1、102_3、102_5分别输入至模数转换电路110、120、130，以产生数字信号C1、C2、C3。在一实施例中，校准信号可对应于模数转换电路110、120、130输入动态范围(input dynamic range)的中间点。
接着，步骤504根据数字信号C1、C2、C3校准模数转换电路110、120、130的偏移。在一实施例中，通过将数字信号C1、C2、C3调整至具有相同的值，可得出校准量。
步骤506中，步骤504确定出的校准结果存储在非易失性存储装置，例如图3所示的电熔丝存储装置300中。最后，校准流程进入步骤508，结束校准过程。如此一来，当模数转换电路110、120、130运作时，模数转换电路110、120、130从电熔丝存储装置300读取已校准偏移，由此产生已校准数字码。由于校准结果存储在非易失性存储装置中，校准过程在芯片进入生产线之前可以只需实施一次即可。
简而言之，本发明是在晶圆级探针测试或芯片级测试时实施模数转换电路的校准过程，校准模数转换电路的增益或偏移，以补偿模数转换电路的非理想特性，且已校准增益或已校准偏移可存储在非易失性存储装置中。此方法至少具有三个优点之一：第一，由于晶圆级探针测试或芯片级测试提供的校准信号的电压电平变化小，模数转换电路的校准结果更为准确。第二，由于已校准增益/偏移可存储在非易失性存储装置中，视频系统不需要在每次启动时都实施一次校准步骤。第三，将校准过程整合于晶圆级探针测试或芯片级测试，可以降低生产的成本。
请注意，本发明不限于校准具有三通道(R/G/B)的视频系统。上述校准过程可应用在校准模数转换电路110、120、130中的一个或者多个，也可应用于校准音频系统。音频系统可包含用于将模拟音频输入信号转换为相应数字码的模数转换电路，其中，模数转换电路可包含PGA或ADC。在晶圆级探针测试或芯片级测试中，将校准信号输入至模数转换电路以产生数字信号，接着，根据数字信号来校准模数转换电路的增益或偏移。当音频信号在输入音频系统之前已分割为左声道信号和右声道信号时，音频系统可包含两个模数转换电路，分别用于将左声道信号和右声道信号转换为相应的数字码，其中，每一模数转换电路可包含一个PGA和一个ADC。类似的，通过在晶圆级探针测试或芯片级测试时将校准信号输入至模数转换电路，可校准模数转换电路的增益或偏移，且校准结果可存储在非易失性存储装置(例如电熔丝存储装置)中。
任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明保护范围当视所附权利要求所界定者为准。